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Pharmaceuticals and transformation products in coastal waters of the Iberian Peninsula
No full textApproximately one-third of the earth's population lives in the near-coastal zone. Wastewater treatment in these areas tends to be less efficient than in their in-land counterparts due to increased reliance on dilution. This increases the likelihood of drugs and their transformation products reaching the environment. Other sources, such as aquatic recreative activities, also contribute to coastal pollution. In this study, we aimed to provide a descriptive analysis of the presence of pharmaceuticals and TPs during summer and spring at 46 beaches of the Iberian Peninsula. Beaches from Lisbon to the south of the peninsula, and the region of Murcia (Mar Menor) were sampled. A risk assessment was performed by calculating a Risk Quotient (RQ) for each substance and a Hazard Index (HI) for the mixture of pharmaceuticals from each pharmacotherapeutic group. Of all the 36 different pharmaceuticals and TPs monitored in this study, 31 were detected above their own limit of detection in at least one sample. The highest concentration of any pharmaceutical was found for diclofenac in summer at Los Arcos beach (1916 ng/L), followed by paracetamol (203 ng/L) in Valdegrana beach. Every sampled location presented at least one substance with a RQ above 0.1. The highest risk was attributed to diclofenac with a RQ of 479 at Paço de Arcos beach (Portugal). This study shows that pharmaceutical pollution is widespread in coastal waters across the west and southern parts of the Iberian Peninsula. Furthermore, we report the first detection of flecainide and 7 metabolites-TPs in coastal-marine environments
Microbialite communities as high-resolution archives of environmental changes: a 12,000-year record from Turquesa Lake, Central Andes
No full textPartitioning species contributions to ecological stability in disturbed communities
No full textEcosystems worldwide are experiencing a range of natural and anthropogenic disturbances, many of which are intensifying as global change accelerates. Ecological responses to those disturbances are determined by both the vulnerabilities of species and their interspecific interactions. Understanding how individual species contribute to the (in-)stability of an aggregated community property, or function, is fundamental to ecological management and conservation. Here, we present a framework to identify species contributions to stability based on their absolute and relative responses to disturbances. Using simulations, we show that these two dimensions enable identification of (de-)stabilizing
species and reveal that competitive dominance determines the magnitude of both absolute and relative contributions to stability. Applying our framework to empirical data from a multi-site mesocosm experiment showed that species contributions varied among treatments, sites, and seasons. Despite this dependency on both biotic and abiotic contexts, species contributions were generally constrained by their relative dominance in undisturbed conditions. Rare species contributed positively to stability, while dominant species contributed negatively, indicating compensatory dynamics. Our framework offers an important step toward a more mechanistic understanding of ecological stability
based on species performanc
Microplastics in Cuban freshwaters: Diversity, temporal changes, and effects on extracellular enzymatic activity
No full text
Los meteoritos del desierto de Atacama se han convertido en refugios para microorganismos terrestre
No full textInfluence of Matrix When Tracing Cytostatic Drugs in Urban Wastewater: A Validated SPE-LC-MS/MS-Based Method
No full textCytostatic pharmaceuticals are not completely removed in wastewater treatment plants (WWTPs) and may affect aquatic ecosystems. Their quantification is challenging due to variations in wastewater characteristics, which influence analytical performance. An analytical procedure has been developed, based on solid-phase extraction and liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry, for the simultaneous quantification of 15 anticancer compounds. Influent and effluent samples from 14 Spanish WWTPs were analyzed, and 11 out of 15 target compounds were found at quantifiable levels (ng/L). These findings underscore the need for new WWTP treatments and the further development of analytical techniques capable of monitoring trace contaminants, in line with new regulatory demands. To carry out a comprehensive study of matrix influence on the analytical process, a novel physicochemical clustering approach was applied to group WWTPs, facilitating the validation of the method and widening its application to assess the load of micropollutants emitted to natural aquatic environments. Results show the influence of matrix variability on determining the concentration of cytostatics at both the influent and effluent of WWTPs. The interferences due to the matrix effect can be minimized by optimizing the dilution of the different samples
Simultaneous enantiomeric separation of linagliptin and clopidogrel by capillary electrophoresis for the individual, combined, and enantiomeric ecotoxicity evaluation on Pseudokirchneriella subcapitata
No full textAC-TC Back in Black: Restoring Environmental Water in the Douro Basin, Spain
No full textAbatement costs (ACs) and transaction costs (TCs) are involved in motivating and implementing changes in public and private policies and programs. For example, Coase is best known for his work on transaction costs, clearly stating that they matter. Both individual private and institutional public transaction costs are invested with abatement (production) costs to generate change through policy, program interventions, or incentives (e.g., regulations that minimise or compensate those affected by smoke generated by neighbours). This compensation suggests some potential benefit to offset the losses caused by the negative event—funded, administered, monitored, and possibly updated via abatement and transaction costs. Yet, approaches to identifying, collecting data, measuring, and describing abatement and transaction benefits remain missing from prior research. In fact, abatement or transaction benefits are almost unheard of. Because of this, the standard benefit–cost analysis commonly used to economically evaluate and assess private and public investments does not feature in abatement or transaction cost research, limiting assessment and monitoring targets toward a better understanding of more efficient future policy gains. As the demand and expectations for benefit–cost analysis grow in future to become more comprehensive and complex, finding ways to accommodate such analysis and test that approach is increasingly important globally. We describe such an attempt using a water management case study from northern Spain to show that not only is it possible to measure and report on coupled abatement and transaction benefits but that prior theoretical interpretations may also be further explained and understood, providing private and public investment choices and water resource management narrative advantages
Wastewater Treatment by Membrane-Based Systems: Removal of Emerging Contaminants and Water Reuse using Recycled Membranes
No full textLa escasez de agua es un desafío global creciente y, para 2050, se estima que miles de millones de personas residirán en regiones con estrés hídrico. Factores como el cambio climático, el crecimiento poblacional y la contaminación intensifican el problema, afectando particularmente a áreas vulnerables como el Mediterráneo. En respuesta a esta problemática, han surgido diversas soluciones para abordarla, entre las que destacan la desalinización y la regeneración de aguas residuales. La desalinización es un proceso ampliamente utilizado para proveer de agua potable y agua de procesos en zonas con importante escasez hídrica. La regeneración de aguas residuales, por su parte, permite la reutilización y consecuente reducción del consumo de agua potable para actividades como el riego de cultivos y además ofrece una fuente alternativa de nutrientes. Así, la recuperación de sustancias como el nitrógeno permite aprovechar el agua residual no sólo como un recurso hídrico sino también como una fuente de elementos esenciales. Sin embargo, esta práctica enfrenta desafíos, principalmente debido a problemáticas tan variadas como las cargas salinas presentes en las aguas residuales y la emergente presencia de contaminantes tales como micronanoplásticos (MNPs). De estos últimos, especialmente, los plásticos de menor tamaño (nanoplásticos, NPs) presentan una mayor complejidad tanto para su remoción como para su análisis (detección y cuantificación), debido a las bajas concentraciones en masas de aguas y las limitaciones de las técnicas de análisis actuales. Para el desarrollo y la implantación de ambos procesos: desalinización y tratamiento de aguas residuales, la tecnología de membranas mantiene un papel central en la gestión del agua, evolucionando en su uso e implantación hacia el desarrollo de estrategias más sostenibles en su tratamiento. Un ejemplo de estas estrategias sostenibles es el reciclaje de membranas de Ósmosis Inversa (OI) al final de su vida útil, a través de métodos directos e indirectos. Estos procesos de reciclaje no sólo extienden la vida útil de las membranas, sino que reducen la generación de desechos, alineándose con los principios de economía circular y promoviendo prácticas de gestión del agua más sostenibles. Así mismo, la versatilidad que facilita el uso de las membranas ha permitido, además, la introducción de esta tecnología para el pretratamiento y/o tratamiento de muestras para su posterior análisis. Un ejemplo es el uso de membranas en la concentración de contaminantes como los MNPs en muestras ambientales para la posible detección y cuantificación de los mismos. Esta tesis explora enfoques innovadores en el tratamiento del agua mediante el uso de tecnología de membranas, empleando membranas recicladas, así como abordando cuestiones críticas en la escasez de agua y la sostenibilidad ambiental. La investigación se centra en tres áreas claves. En primer lugar, se aborda la problemática de la intrusión salina en instalaciones de aguas residuales, lo que confiere un desafío añadido y requiere del desarrollo de alternativas en el tratamiento de aguas residuales, especialmente cuando el agua tratada se destina al riego agrícola. En este contexto, se estudió la factibilidad de implementación de membranas recicladas en procesos de tratamiento de agua residual con alto contenido salino. Para ello, se obtuvieron membranas de nanofiltración recicladas (rNF) y membranas de intercambio aniónico recicladas (rAEM) a partir de membranas de OI descartadas al final de su vida útil. Estas membranas recicladas fueron empleadas en el tratamiento de aguas residuales urbanas con alto contenido salino para el riego de cultivos. Las membranas rNF demostraron un alto rechazo selectivo de iones divalentes, mientras que las rAEM mostraron tasas de desmineralización comparables a las membranas comerciales en sistemas de electrodiálisis. Ambos sistemas produjeron efluentes adecuados para el riego, como se validó en un estudio de cultivo de lechugas. Por otro lado, en esta tesis se estudia la problemática emergente de los NPs en aguas residuales, cuya presencia y comportamiento en los sistemas de tratamiento es una preocupación creciente, abordando dos aspectos complementarios. En primer lugar, se evaluó el comportamiento de diferentes membranas en la concentración de NPs con el objetivo de identificar la membrana más adecuada para una etapa de pretratamiento de muestras para su posterior detección y cuantificación. Para ello, se estudió el comportamiento de diferentes tipos de membranas mediante la filtración de agua tratada con contenido de NPs. Estos plásticos, como el poliestireno (PS), presentan un desafío para las membranas en términos de ensuciamiento y reducción de eficiencia. Por ello, se llevó a cabo un estudio del comportamiento de ensuciamiento de membranas de polietersulfona (PES), celulosa regenerada (CR) y PES reciclada durante la filtración de agua residual tratada que contenía nanopartículas de PS y seroalbúmina bovina (BSA por sus siglas en inglés). Para comprender mejor estos efectos, se empleó la tomografía de coherencia óptica, una técnica que permite observar en tiempo real la formación de ensuciamiento y acumulación de partículas en la superficie de la membrana. Los hallazgos sugirieron que las propiedades de las membranas influyen en la reversibilidad del ensuciamiento, destacando las membranas de CR, las cuales lograron una recuperación total de la permeabilidad tras la limpieza física. De este modo, las membranas de CR resultaron ser las más adecuadas para el pretratamiento de muestras de aguas que contienen poliestireno. Finalmente, el estudio se extendió al segundo de los aspectos: la remoción de NPs. Se estudió la implementación de biorreactores aeróbios de membrana (BRM) para la remoción de NPs presente en aguas residuales a escala de laboratorio. Se utilizaron membranas comerciales de microfiltración (MF), ultrafiltración (UF) y membranas de UF recicladas. La remoción de PS se monitoreó mediante pirólisis gases-masas (Pyr-GS-MS) en las dos matrices: licor mezcla y permeado. Para el análisis de las muestras de permeado mediante Pyr-GS-MS, se llevó a cabo un paso previo de preconcentración utilizando membranas de CR. Se seleccionaron membranas de CR para este paso de preconcentración ya que en el estudio anterior fueron las más adecuadas por su reversibilidad frente al ensuciamiento. Los resultados mostraron que todas las membranas estudiadas en el sistema BRM lograron una alta eliminación de materia orgánica. Sin embargo, la presencia de PS-NPs tuvo un impacto en el rendimiento de las membranas y en la composición de la comunidad microbiana. Un hallazgo destacable fue que las membranas de UF recicladas demostraron una eficiencia en la remoción de PS comparable a las membranas comerciales, lo que sugiere su potencial como alternativa sostenible en aplicaciones de BRM. En conclusión, esta investigación contribuye al modelo de economía circular en la tecnología de membranas, ofreciendo soluciones sostenibles para el tratamiento de agua y la recuperación de recursos. Los hallazgos proporcionan información sobre la selección de las membranas adecuadas a cada caso, así como el potencial de las membranas recicladas para enfrentar desafíos en la gestión del agua